(57)【要約】【課題】  装置のエネルギ効率の向上を図ると共に装置の小型化を図る。【解決手段】  駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときには、クラッチＣ１とブレーキＢ１をオン、クラッチＣ２とブレーキＢ２をオフとして動力分配統合機構３０をエンジン２２と高回転型のモータＭＧ１と駆動軸６５とを３つの回転軸とする第１のギヤ比の３要素タイプとして機能させると共に低回転型のモータＭＧ２からの動力を第１の減速比をもって駆動軸６５に出力する連結状態とし、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときには、クラッチＣ１とブレーキＢ１をオフ、クラッチＣ２とブレーキＢ２をオンとして動力分配統合機構３０をエンジン２２とモータＭＧ２と駆動軸６５とを３つの回転軸とする第２のギヤ比の３要素タイプとして機能させると共にモータＭＧ１からの動力を第２の減速比をもって駆動軸６５に出力する連結状態とする。【選択図】        図１
2005349881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第１の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第１電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第２の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第２連結と、が切り替え可能な連結手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項２】
前記連結手段は、前記第１電動機からの動力を前記第２の変速比をもって前記駆動軸に出力すると共に前記第２電動機からの動力を前記第１の変速比をもって前記駆動軸に出力しかつ前記内燃機関の出力軸を切り離した連結が可能な手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】
前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸の少なくとも一方を切り離し可能な手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されているときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸を前記第１の遊星歯車とは異なるギヤ比をもって該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結する４軸式回転機構と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第１回転停止解除手段と、前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第２回転停止解除手段と、を備える手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力出力装置。
【請求項５】
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を所定の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共に該４軸に動力が収支をもって入出力されるよう連結する第２連結と、が切り替え可能な切り替え手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項６】
前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されたときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸が該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力が入出力されるよう連結する４軸式回転機構と、前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう接続解除手段と、前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう回転停止解除手段と、を備える手段である請求項５記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記４軸式回転機構は、サンギヤを前記第７回転要素としリングギヤを前記第６回転要素とし第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤとを連結して回転するキャリアを前記第５回転要素とするダブルピニオン式の第２の遊星歯車と、リングギヤを前記第２の遊星歯車のリングギヤと共用しピニオンギヤを前記第２の遊星歯車の第１ピニオンギヤと共用しサンギヤを前記第４回転要素とするシングルピニオン式の第３の遊星歯車と、からなる機構である請求項４または６記載の動力出力装置。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手段と、
該設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機と前記連結手段とを制御する制御手段と、
を備える動力出力装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記駆動軸が比較的低速で回転するときには前記第１連結となるよう前記連結手段を制御し、前記駆動軸が比較的高速で回転するときには前記第２連結となるよう前記連結手段を制御する手段である請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記内燃機関の効率のよい運転ポイントで運転されるよう該内燃機関を制御する手段である請求項８または９記載の動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか記載の動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなる自動車。
【請求項１２】
内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動軸とに接続され、該内燃機関と該第１電動機と該第２電動機とから出力された動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、
前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第１の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第１電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第２の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第２連結とが切り替え可能なことを特徴とする
動力伝達装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の動力伝達装置であって、
前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、
前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されているときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸を前記第１の遊星歯車とは異なるギヤ比をもって該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結する４軸式回転機構と、
前記内燃機関の出力軸と前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除機構と、
前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除機構と、
前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第１回転停止解除機構と、
前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第２回転停止解除機構と、
を備える動力伝達装置。
【請求項１４】
内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動軸とに接続され、該内燃機関と該第１電動機と該第２電動機とから出力された動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、
前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を所定の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共に該４軸に動力が収支をもって入出力されるよう連結する第２連結と、が切り替え可能なことを特徴とする
動力伝達装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の動力伝達装置であって、
前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、
前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されたときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸が該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力が入出力されるよう連結する４軸式回転機構と、
前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう接続解除機構と、
前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう回転停止解除機構と、
を備える動力伝達装置。
【請求項１６】
前記４軸式回転機構は、サンギヤを前記第７回転要素としリングギヤを前記第６回転要素とし第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤとを連結して回転するキャリアを前記第５回転要素とするダブルピニオン式の第２の遊星歯車と、リングギヤを前記第２の遊星歯車の
リングギヤと共用しピニオンギヤを前記第２の遊星歯車の第１ピニオンギヤと共用しサンギヤを前記第４回転要素とするシングルピニオン式の第３の遊星歯車と、からなる機構である請求項１３または１５記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力出力装置およびこれを搭載した自動車並びに動力伝達装置に関し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに駆動軸に動力を伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力出力装置としては、二つの遊星歯車のキャリアにエンジンのクランクシャフトを接続すると共に各サンギヤに各モータを接続し、各リングギヤに異なるギヤ比をもって車軸に連結された駆動軸に接続するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、駆動軸の駆動状態に応じてエンジンを停止した状態で二つのモータからの動力を駆動軸に出力するモードと、一方のモータの回転を停止した状態でエンジンと他方のモータとからの動力を駆動軸に出力するモードと、エンジンから出力された動力をバッテリの充放電を伴ったり伴わずに二つのモータを用いてトルク変換して駆動軸に出力するモードとを切り替えることにより、エネルギ効率よく動力を出力している。また、他の動力出力装置としては、遊星歯車の三つの回転要素に車軸に接続された駆動軸とエンジンのクランクシャフトと第１モータの回転軸とを接続する、いわゆる３要素タイプのものの駆動軸に減速機を介して第２モータの回転軸が取り付けられたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、エンジンから出力された動力を効率よくトルク変換して駆動軸に出力することができる、とされている。
【特許文献１】特開平１１−３０１２９１号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−２２５５７８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、エンジンと二つの電動機と遊星歯車とを用いて駆動軸に動力を出力する装置は種々のものが検討されており、よりエネルギ効率のよい装置が求められている。また、動力出力装置は自動車などの限られたスペースに設置する場合が多いため、装置の小型化を図ることは古くからの課題の一つとして考えられている。
【０００４】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載した自動車並びに動力伝達装置は、装置あるいは自動車のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載した自動車並びに動力伝達装置は、装置の小型化を図ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載した自動車並びに動力伝達装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の第１の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第１の変速比を持って前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の
回転軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第１電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第２の変速比を持って前記駆動軸に出力するよう連結する第２連結と、が切り替え可能な連結手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の第１の動力出力装置では、第１電動機の回転軸と内燃機関の出力軸と駆動軸との３軸をこの３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第２電動機の回転軸の回転数を第１の変速比を持って駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、駆動軸と内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との３軸をこの３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第１電動機の回転軸の回転数を第２の変速比を持って駆動軸に出力するよう連結する第２連結と、を切り替える。したがって、駆動軸に出力すべき動力に応じて連結を切り替えることにより、装置のエネルギ効率を向上させることができる。また、第１の変速比および第２の変速比を第１電動機および第２電動機の各々の特性に合わせて設定すれば、第１電動機および第２電動機のうちの少なくとも一方を小型化することなどが可能になる。この結果、装置の小型化を図ることができる。
【０００８】
こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第１電動機からの動力を前記第２の変速比をもって前記駆動軸に出力すると共に前記第２電動機からの動力を前記第１の変速比をもって前記駆動軸に出力しかつ前記内燃機関の出力軸を切り離した連結が可能な手段であるであるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を停止して第１電動機および第２電動機から駆動軸に動力を出力することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸と前記第２電動機の回転軸の少なくとも一方を切り離し可能な手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１電動機および第２電動機のうちの一方を停止し、他方からのみ動力を入出力することができる。
【０００９】
本発明の第１の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されているときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸を前記第１の遊星歯車とは異なるギヤ比をもって該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結する４軸式回転機構と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第１回転停止解除手段と、前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第２回転停止解除手段と、を備える手段であるものとすることもできる。この場合、第１接続解除手段により内燃機関の出力軸と第１の遊星歯車の第２回転要素とを接続し第２回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させると共に第２接続解除手段により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素との接続を解除し第１回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素の回転停止を解除することによって第１連結を実現し、第２接続解除手段により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素とを接続し第１回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させる共に第１接続解除手段により内燃機関の出力軸と第１の遊星歯車の第２回転要素との接続を解除し第２回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素の回転停
止を解除することによって第２連結を実現する。さらに、その他の連結として、第１接続解除手段により内燃機関の出力軸と第１の遊星歯車の第２回転要素との接続を解除し第２接続解除手段により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素との接続を解除すると共に第１回転停止手段により第１の遊星歯車の第２回転要素を回転停止させ第２回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させることによって、第２電動機の回転軸を第１の減速比をもって駆動軸に接続すると共に第１電動機の回転軸を第２の変速比をもって駆動軸に接続しかつ内燃機関の出力軸を駆動軸から切り離した連結などを実現することもできる。
【００１０】
本発明の第２の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
第１電動機と、
第２電動機と、
前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を所定の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共に該４軸に動力が収支をもって入出力されるよう連結する第２連結と、が切り替え可能な切り替え手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第２の動力出力装置では、第１電動機の回転軸と内燃機関の出力軸と駆動軸との３軸をこの３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第２電動機の回転軸の回転数を所定の変速比をもって駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、第１電動機の回転軸と内燃機関の出力軸と駆動軸と第２電動機の回転軸との４軸をこの４軸のうちいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共にこの４軸に動力が収支をもって入出力されるよう連結する第２連結と、を切り替える。したがって、駆動軸に出力すべき駆動力に応じてこれらの連結を切り替えることにより装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明の第２の動力出力装置において、前記連結手段は、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されたときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸が該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力が入出力されるよう連結する４軸式回転機構と、前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう接続解除手段と、前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう回転停止解除手段と、を備える手段であるものとすることもできる。この場合、接続解除手段により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素との接続を解除すると共に回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させることによって第１連結を実現し、接続解除手段により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素とを接続すると共に回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素の回転停止を解除することによって第２連結を実現する。
【００１３】
本発明の動力出力装置は、前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設定手
段と、該設定された要求動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記第１電動機と前記第２電動機と前記連結手段とを制御する制御手段と、を備える手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求動力に応じた動力を駆動軸に出力することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記制御手段は、前記駆動軸が比較的低速で回転するときには前記第１連結となるよう前記連結手段を制御し、前記駆動軸が比較的高速で回転するときには前記第２連結となるよう前記連結手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸が比較的低速で回転するときには、第１連結とすることによって第２電動機からの動力を第１の変速比を介して駆動軸に出力することができ、駆動軸が比較的高速で回転するときには、第２連結とすることによって第１電動機からの動力を第２の変速比を介して駆動軸に出力することができる。また、前記制御手段は、前記内燃機関の効率のよい運転ポイントで運転されるよう該内燃機関を制御する手段であるであるものとすることができる。こうすれば、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の自動車は、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、第１電動機と、第２電動機と、を備えさらに、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第１の変速比を持って前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第１電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第２の変速比を持って前記駆動軸に出力するよう連結する第２連結と、が切り替え可能な連結手段と、を備える動力出力装置を搭載し、車軸が前記駆動軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１５】
この本発明の自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の動力出力装置を搭載するから、本発明の動力出力装置が奏する効果、例えば、駆動軸に出力すべき動力に応じて連結を切り替えることにより、装置のエネルギ効率を向上させることができる効果や第１電動機および第２電動機のうちの少なくとも一方を小型化することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１６】
本発明の第１の動力伝達装置は、内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動軸とに接続され、該内燃機関と該第１電動機と該第２電動機とから出力された動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第１の変速比を持って前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記第２電動機の回転軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第１電動機の回転軸を該回転軸の回転数を第２の変速比を持って前記駆動軸に出力するよう連結する第２連結とが切り替え可能なことを要旨とする。
【００１７】
この本発明の第１の動力伝達装置では、第１電動機の回転軸と内燃機関の出力軸と駆動軸との３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第２電動機の回転軸の回転数を第１の変速比を持って駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、駆動軸と内燃機関の出力軸と第２電動機の回転軸との３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第１電動機の回転軸の回転数を第２の変速比を持って駆動軸に出力するよう連結する第２連結と、を切り替える。したがって、駆動軸に出力すべき動力に応じて連結を
切り替えることにより、装置のエネルギ効率を向上させることができる効果や装置を小型化することができる効果などと同様の効果を奏することができる。
【００１８】
本発明の第１の動力伝達装置において、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されているときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸を前記第１の遊星歯車とは異なるギヤ比をもって該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結する４軸式回転機構と、前記内燃機関の出力軸と前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素との接続および該接続の解除を行なう第１接続解除機構と、前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう第２接続解除機構と、前記第１の遊星歯車の前記第２回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第１回転停止解除機構と、前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう第２回転停止解除機構と、を備えるものとすることもできる。この場合、第１接続解除機構により内燃機関の出力軸と第１の遊星歯車の第２回転要素とを接続し第２回転停止手段により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させると共に第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素との接続を解除し第１回転停止機構により４軸式回転機構の第５回転要素の回転停止を解除することによって第１連結を実現し、第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素とを接続し第１回転停止機構により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させる共に第１接続解除機構により内燃機関の出力軸と第１の遊星歯車の第２回転要素との接続を解除し第２回転停止機構により４軸式回転機構の第５回転要素の回転停止を解除することによって第２連結を実現する。さらに、その他の連結として、第１接続解除機構により内燃機関の出力軸と第１の遊星歯車の第２回転要素との接続を解除し第２接続解除機構により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素との接続を解除すると共に第１回転停止機構により第１の遊星歯車の第２回転要素を回転停止させ第２回転停止機構により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させることによって、第２電動機の回転軸を第１の減速比をもって駆動軸に接続すると共に第１電動機の回転軸を第２の変速比をもって駆動軸に接続しかつ内燃機関の出力軸を切り離す連結などを実現することができる。この場合、前記４軸式回転機構は、サンギヤを前記第７回転要素としリングギヤを前記第６回転要素とし第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤとを連結して回転するキャリアを前記第５回転要素とするダブルピニオン式の第２の遊星歯車と、リングギヤを前記第２の遊星歯車のリングギヤと共用しピニオンギヤを前記第２の遊星歯車の第１ピニオンギヤと共用しサンギヤを前記第４回転要素とするシングルピニオン式の第３の遊星歯車と、からなる機構であるものとすることもできる。
【００１９】
本発明の第２の動力伝達装置は、内燃機関の出力軸と第１電動機の回転軸と第２電動機の回転軸と駆動軸とに接続され、該内燃機関と該第１電動機と該第２電動機とから出力された動力を前記駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸を該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に前記第２電動機の回転軸を該回転軸の回転数を所定の変速比をもって前記駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、前記第１電動機の回転軸と前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と前記第２電動機の回転軸との４軸を該４軸のうちいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共に該４軸に動力が収支をもって入出力されるよう連結する第２連結と、が切り替え可能なことを要旨とする。
【００２０】
この本発明の第２の動力伝達装置では、第１電動機の回転軸と内燃機関の出力軸と前記駆動軸との３軸をこの３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するよう連結すると共に第２電動機の回転軸の回転数を所定の変速比をもって駆動軸に出力するよう連結する第１連結と、第１電動機の回転軸と内燃機関の出力軸と駆動軸と第２電動機の回転軸との４軸をこの４軸のうちいずれか２軸の回転数に基づいて残余の軸を回転させると共にこの４軸に動力が収支をもって入出力されるよう連結する第２連結と、を切り替える。したがって、駆動軸に出力すべき駆動力に応じてこれらの連結を切り替えることにより装置のエネルギ効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第２の動力伝達装置において、前記第１電動機の回転軸に接続された第１回転要素と前記内燃機関の出力軸に接続された第２回転要素と前記駆動軸に接続された第３回転要素とを有する第１の遊星歯車と、前記駆動軸に接続された第４回転要素と第５回転要素と第６回転要素と前記第２電動機の回転軸に接続された第７回転要素とを有し前記第５回転要素を回転停止させたときに前記第４回転要素の回転に対して前記第７回転要素を所定の比で回転させ前記第５回転要素の回転停止が解除されたときに前記第４回転要素と前記第６回転要素と前記第７回転要素との３軸が該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力が入出力されるよう連結する４軸式回転機構と、前記内燃機関の出力軸と前記４軸式回転機構の前記第６回転要素との接続および該接続の解除を行なう接続解除機構と、前記４軸式回転機構の前記第５回転要素の回転停止および該回転停止の解除を行なう回転停止解除機構と、を備えるものとすることもできる。この場合、接続解除機構により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素との接続を解除すると共に回転停止機構により４軸式回転機構の第５回転要素を回転停止させることによって第１連結を実現し、接続解除機構により内燃機関の出力軸と４軸式回転機構の第６回転要素とを接続すると共に回転停止機構により４軸式回転機構の第５回転要素の回転停止を解除することによって第２連結を実現する。この場合、前記４軸式回転機構は、サンギヤを前記第７回転要素としリングギヤを前記第６回転要素とし第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤとを連結して回転するキャリアを前記第５回転要素とするダブルピニオン式の第２の遊星歯車と、リングギヤを前記第２の遊星歯車のリングギヤと共用しピニオンギヤを前記第２の遊星歯車の第１ピニオンギヤと共用しサンギヤを前記第４回転要素とするシングルピニオン式の第３の遊星歯車と、からなる機構であるものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の第１実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、発電可能な二つのモータＭＧ１，ＭＧ２と、この二つのモータＭＧ１，ＭＧ２やエンジン２２に接続されると共にギヤ機構６６とデファレンシャルギヤ６８とを介して駆動輪６９ａ，６９ｂに連結された駆動軸６５に接続された動力分配統合機構３０（図中、二つのモータＭＧ１，ＭＧ２を除く一点鎖線の構成）と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００２４】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２５】
モータＭＧ１は、高回転低トルク型の発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、モータＭＧ２は低回転高トルク型の発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されている。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、インバータ５１，５２を介してバッテリ６０と電力のやりとりを行なう。インバータ５１，５２とバッテリ６０とを接続する電力ライン６４は、各インバータ５１，５２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ６０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ６０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）５０により駆動制御されている。モータＥＣＵ５０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ５３，５４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ５０からは、インバータ５１，５２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ５０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２６】
動力分配統合機構３０は、第１プラネタリギヤＰ１と四つの回転要素を有する４軸式回転機構Ｄ１と二つのクラッチＣ１，Ｃ２と二つのブレーキＢ１，Ｂ２とにより構成されている。第１プラネタリギヤＰ１は、サンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、リングギヤ３２には駆動軸６５が接続されている。また、第１プラネタリギヤＰ１のピニオンギヤ３３を連結するキャリア３４は、クラッチＣ１を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されていると共にブレーキＢ１を介してケースに固定されている。４軸式回転機構Ｄ１は、サンギヤ３６とリングギヤ３７とサンギヤ３６に噛合する内周側の第１ピニオンギヤ３８ａとこの第１ピニオンギヤ３８ａと噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する外周側の第２ピニオンギヤ３８ｂとを備えるダブルピニオン式の第２プラネタリギヤＰ２と、この第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７をリングギヤとして共用すると共に第２プラネタリギヤＰ２の外周側の第２ピニオンギヤをピニオンギヤとして共用するシングルピニオン式の第３プラネタリギヤＰ３とにより構成されている。第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６にはモータＭＧ２の回転軸が接続されている。第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７（第３プラネタリギヤＰ３のリングギヤでもある）は、クラッチＣ２を介してエンジン２２のクランクシャフト２６に接続されており、第２プラネタリギヤＰ２の第１ピニオンギヤ３８ａおよび第２ピニオンギヤ３８ｂを連結するキャリア３９は、ブレーキＢ２を介してケースに固定されている。第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ４１は、駆動軸６５に接続されている。なお、４軸式回転機構Ｄ１の四つの回転要素は、第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６，第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７，第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９，第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ４１である。４軸式回転機構Ｄ１の四つの回転要素は、いずれか二つの回転要素の回転を設定したときに残余の二つの回転要素を所定のギヤ比をもって回転させるものである。したがって、四つの回転要素のうちのいずれか三つの回転要素を用いることにより、三つの回転要素のうちいずれか二つの回転要素に入出力する動力に基づいて残余の回転要素に動力を入出力するいわゆる３要素タイプを構成することができる。この場合、用いられない回転要素は、単に回転しているだけのものとなる。
【００２７】
こうして構成された動力分配統合機構３０は、クラッチＣ１およびブレーキＢ１をオン
する共にクラッチＣ２およびブレーキＢ２をオフすることにより、第１プラネタリギヤＰ１によりモータＭＧ１の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸６５との３軸を回転要素とするいわゆる３要素タイプとして連結すると共にモータＭＧ２の回転軸を減速機として機能する４軸式回転機構Ｄ１を介して駆動軸６５に連結する動力分配統合機構として機能する。この状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図２に示す。図中、左端のＳ１軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１である第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ１軸はエンジン２２のクランクシャフト２６の回転数（以下、エンジン２２の回転数という）である第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４の回転数を示し、Ｓ３，Ｒ１軸は駆動軸６５の回転数Ｎｄである第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ４１および第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２の回転数を示し、Ｃ２軸は第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９の回転数を示し、Ｒ２軸は第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７の回転数を示し、Ｓ２軸はモータＭＧ２の回転軸の回転数Ｎｍ２である第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６の回転数を示す。なお、Ｃ２軸は第２プラネタリギヤＰ２のキャリア３９の回転数を示すが、この連結状態では、ブレーキＢ１がオンされているため、黒丸により回転できないことを示した。Ｓ１軸からＳ３，Ｒ１軸にかけての共線は、この共線を梁に見立てたときに各回転要素（各軸）に作用するトルクをこれらの梁に作用する力と同一視することができるものであり、Ｓ３，Ｒ１軸からＳ２軸にかけての共線は、この共線をＣ２軸を支点とする梁として見立てたときに各回転要素（各軸）に作用するトルクをこれらの梁に作用する力と同一視することができるものである。したがって、各軸に作用するトルク或いは作用させるべきトルクは、同様の力が作用している梁の釣り合いを解くことにより計算することができる。なお、図中、ρ１は第１プラネタリギヤＰ１のギヤ比（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）であり、ρ２は第２プラネタリギヤＰ２のギヤ比（サンギヤ３６の歯数／リングギヤ３７の歯数）であり、ρ３は第３プラネタリギヤＰ３のギヤ比（サンギヤ４１の歯数／リングギヤ３７の歯数）である。動力分配統合機構３０は、この連結状態では、モータＭＧ１により反力をとることによりエンジン２２からの動力の一部を又はエンジン２２とモータＭＧ１からの動力を第１プラネタリギヤＰ１を介して駆動軸６５に出力すると共にモータＭＧ２からの動力をトルク増幅して駆動軸６５に出力することができる。このようにモータＭＧ２からの動力をトルク増幅して駆動軸６５に出力するから、駆動軸６５が比較的低回転で駆動しているときに有利な連結状態と言える。
【００２８】
また、動力分配統合機構３０は、クラッチＣ２およびブレーキＢ２をオンすると共にクラッチＣ１およびブレーキＢ１をオフすることにより、４軸式回転機構Ｄ１によりモータＭＧ２の回転軸と駆動軸６５とエンジン２２のクランクシャフト２６との３軸を回転要素とするいわゆる３要素タイプとして連結すると共にモータＭＧ１の回転軸を減速機として機能する第１プラネタリギヤＰ１を介して駆動軸６５に連結する動力分配統合機構として機能する。なお、この連結では、４軸式回転機構Ｄ１のキャリア３９は自由に回転することになる。ここで、４軸式回転機構Ｄ１における第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６と同じく第２プラネタリギヤＰ２のリングギヤ３７と第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ４１とを三つの回転要素として３要素タイプを構成するから、そのギヤ比は上述した第１プラネタリギヤＰ１の三つの回転要素により３要素タイプを構成するもののギヤ比とは異なるものとすることができる。駆動軸６５を比較的高回転低トルクで駆動する場合を考える。この状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図３に示す。図中、実線は４軸式回転機構Ｄ１により３要素タイプを構成したこの連結状態の共線図であり、破線は第１プラネタリギヤＰ１により３要素タイプを構成した図２に示した連結状態の共線図である。図示するように、４軸式回転機構Ｄ１により３要素タイプを構成した連結状態では、第１プラネタリギヤＰ１により３要素タイプを構成した連結状態に比して、モータＭＧ２は低回転で駆動し、モータＭＧ１は高回転で駆動する。第１実施例では、前述したように、モータＭＧ１は高回転低トルク型の発電電動機として構成されていると共にモータＭＧ２を低回転高トルク型の発電電動
機として構成されているから、駆動軸６５を比較的高回転低トルクで駆動するときには、４軸式回転機構Ｄ１により３要素タイプを構成した連結状態の方が第１プラネタリギヤＰ１により３要素タイプを構成した連結状態より効率がよくなる。したがって、駆動軸６５を比較的高回転低トルクで駆動するときには４軸式回転機構Ｄ１により３要素タイプを構成した連結状態が有利なものとなり、駆動軸６５を比較的高回転低トルク以外で駆動するときには第１プラネタリギヤＰ１により３要素タイプを構成した連結状態が有利なものとなる。
【００２９】
動力分配統合機構３０では、この他、クラッチＣ１およびクラッチＣ２をオフすると共にブレーキＢ１およびブレーキＢ２をオンすることにより、エンジン２２のクランクシャフト２６を切り離すと共にモータＭＧ１とモータＭＧ２とをそれぞれ減速機として機能する第１プラネタリギヤＰ１と４軸式回転機構Ｄ１とを介して駆動軸６５に連結することができる。この連結状態の動力分配統合機構３０の各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図４に示す。この連結状態では、エンジン２２を切り離すから、エンジン２２を停止した状態でモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力をトルク増幅して駆動軸６５に出力することができる。
【００３０】
バッテリ６０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）６２によって管理されている。バッテリＥＣＵ６２には、バッテリ６０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ６０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ６０の出力端子に接続された電力ライン６４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ６０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ６０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ６２では、バッテリ６０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づく残容量（ＳＯＣ）やこの残容量（ＳＯＣ）と電池温度とに基づく入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなども演算または設定している。
【００３１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，ＥＶドライブモードスイッチ９０からのＥＶドライブモード信号などが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、クラッチＣ１，Ｃ２への駆動信号やブレーキＢ１，Ｂ２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ５０，バッテリＥＣＵ６２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００３２】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図５は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３３】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２
は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、図示しないクランクポジションセンサにより検出されたクランクシャフト２６の回転位置に基づいて計算されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ５３，５４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ５０から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊は、残容量（ＳＯＣ）に基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ６２から通信により入力するものとした。
【００３４】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。駆動要求トルクＴ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと駆動要求トルクＴ＊との関係を予め定めて駆動要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する駆動要求トルクＴ＊を導出して設定するものとした。図６に駆動要求トルク設定用マップの一例を示す。車両要求パワーＰ＊は、設定した駆動要求トルクＴ＊に駆動軸６５の回転数Ｎｄを乗じたものとバッテリ６０が要求する要求充放電パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、駆動軸６５の回転数Ｎｄは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。
【００３５】
次に、ＥＶドライブモード解除条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ここで、ＥＶドライブモード解除条件は、ＥＶドライブモードスイッチ９０がオフ、ＳＯＣ（バッテリ充電状態）が規定値以下、車速が約５５ｋｍ／ｈ以上、アクセル開度が規定値以上などの条件のいずれかが成立しているものとした。ＥＶドライブモード解除条件が成立してないと判定されると、ブレーキＢ１，Ｂ２をオンすると共にクラッチＣ１，Ｃ２をオフしてエンジン２２のクランクシャフト２６を切り離し（ステップＳ１３０）、動力分配統合機構３０を図４の共線図に示す連結状態とする。そして、エンジン２２が運転停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴ＊を値０に設定し（ステップＳ１４０）、次式（１）が成立するようモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊、Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１５０）。ここで、式（１）は、モータＭＧ１から出力され第１プラネタリギヤＰ１によって増幅されて駆動軸６５に出力されるトルクとモータＭＧ２から出力され４軸式回転機構Ｄ１によって増幅されて駆動軸６５に出力されるトルクとの合力と駆動要求トルクＴ＊との釣り合いから導くことができる。これらの合力が駆動要求トルクＴ＊と一致するものであれば、モータＭＧ１とモータＭＧ２とのトルク配分を自由に設定することができる。実施例では、モータＭＧ１とモータＭＧ２のうちその回転数で効率よくトルクが出力されるようトルク分配してトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定するものとした。
【００３６】
T*=-Tm1*/ρ1-Tm2*・ρ3/ρ2  (1)
【００３７】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０にそれぞれ送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示され
る運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。この場合、目標回転数Ｎｅ＊も目標トルクＴｅ＊も値０であるから、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を停止する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ５０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ５１，５２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３８】
ステップＳ１２０でＥＶドライブモード解除条件が成立していると判定されると、ステップＳ１１０で設定した車両要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１６０）。エンジン要求パワーＰｅ＊の設定は、エンジン２２の応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などに比して遅いことから、いままでにこのルーチンが実行されて設定されたエンジン要求パワーＰｅ＊と今回設定された車両要求パワーＰ＊とを用いて車両要求パワーＰ＊がいずれエンジン要求パワーＰｅ＊として設定されるようなまし処理やレート処理を用いてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。これによりエンジン２２は無理なくエンジン要求パワーＰｅ＊を出力することができる。
【００３９】
こうしてエンジン要求パワーＰｅ＊を設定すると、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１７０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００４０】
次に、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１８０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆはハイブリッド自動車２０を効率よく走行せるためのクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１，Ｂ２の接続状態を決定するために用いられるものであり、例えば車速４０ｋｍ／ｈや５０ｋｍ／ｈや６０ｋｍ／ｈなどを用いることができる。車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、動力分配統合機構３０を比較的低回転領域で有利な連結状態（図２の共線図の連結状態）となるようクラッチＣ１およびブレーキＢ１をオンとすると共にクラッチＣ２およびブレーキＢ２をオフとする（ステップＳ１９０）。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を次式（２）により計算して設定すると共に（ステップＳ２００）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を式（３）により計算して設定し（ステップＳ２１０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０に送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。動力分配統合機構３０を図２の共線図に示す連結状態としたときには、前述したように、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動しているときに有利な連結状態であるから、こうした制御により、車両が比較的低車速で走行しているときの効率を向上させることができる。なお、式（２）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるようモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算するためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。また、式（３）は、上述した図２の共線図における力学的関係から求めることができる。
【００４１】
Tm1*=前回Tm1*+k1・(Ne*-Ne)+k2∫(Ne*-Ne)dt  (2)
Tm2*=-(T*-Tm1*/ρ1)・ρ2/ρ3  (3)
【００４２】
ステップＳ１８０で車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上と判定されると、動力分配統合機構３０を比較的高回転領域で有利な連結状態（図３の共線図の連結状態）となるようクラッチＣ２およびブレーキＢ２をオンとすると共にクラッチＣ１およびブレーキＢ１をオフとする（ステップＳ２２０）。そして、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ２＊を次式（４）により計算して設定すると共に（ステップＳ２３０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊を式（５）により計算して設定し（ステップＳ２４０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０に送信して（ステップＳ２５０）、駆動制御ルーチンを終了する。動力分配統合機構３０を図３の共線図に示す連結状態としたときには、前述したように、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動しているときに有利な連結状態であるから、こうした制御により、車両が比較的高車速で走行しているときの効率を向上させることができる。なお、式（４）は上式（２）のＴｍ１＊をＴｍ２＊に、ゲインｋ１，ｋ２をゲインｋ３，ｋ４にそれぞれ置き換えたものであり、式（５）は図３の共線図における力学的関係から求めることができる。
【００４３】
Tm2*=前回Tm2*+k3・(Ne*-Ne)+k4∫(Ne*-Ne)dt  (4)
Tm1*=ρ1・T*-ρ1・ρ3・(1-ρ2)・Tm2*/ρ2・(1+ρ3)  (5)
【００４４】
以上説明した第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、動力分配統合機構３０を駆動軸６５の駆動状態（走行状態）に応じた連結状態に切り替えて駆動軸６５を駆動することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。即ち、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときに有利な連結状態（図２の共線図の連結状態）とすることにより、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときのエネルギ効率を向上させることができる。また、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときに有利な連結状態（図３の共線図の連結状態）とすることにより、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときのエネルギ効率を向上させることができる。
【００４５】
また、第１実施例のハイブリッド自動車２０によれば、ブレーキＢ１，Ｂ２をオンすると共にクラッチＣ１，Ｃ２をオフすることにより、エンジン２２を切り離してモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力を第１プラネタリギヤＰ１および４軸式回転機構Ｄ１により減速して駆動軸６５に出力することができる。
【００４６】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＶドライブモード解除条件の成立や車速Ｖに応じて動力分配統合機構３０を図２の共線図の連結状態と図３の共線図の連結状態と図４の共線図の連結状態とから切り替えるものとしたが、こうした３つの連結状態の他に図８に例示するように他の連結状態を用いて切り替えるものとしてもよい。他の連結状態としては、クラッチＣ１をオンすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとしてモータＭＧ２を切り離してモータＭＧ１の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６とを駆動軸６５に連結する連結状態、クラッチＣ２をオンすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとしてモータＭＧ１を切り離してモータＭＧ２の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６とを駆動軸６５に連結する連結状態、ブレーキＢ２をオンすると共にクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１とをオフとしてモータＭＧ１の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６とを切り離してモータＭＧ２の回転軸を駆動軸６５に連結する連結状態、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ２とをオフすると共にブレーキＢ１をオンとしてモータＭＧ２の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６とを切り離してモータＭＧ１の回転軸を駆動軸６５に連結する連結状態、クラッチＣ１，Ｃ２をオンすると共にブレーキＢ１，Ｂ２をオフとして第１プラネタリギヤＰ１および４軸式回転機構Ｄを３要素タイプとして機能させモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸とエンジン２２のク
ランクシャフト２６とを駆動軸６５に連結する連結状態、クラッチＣ１とブレーキＢ２とをオンすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１とをオフとしてエンジン２２のクランクシャフト２６をブレーキＢ２を介してケースに固定しモータＭＧ２の回転軸を切り離すと共にモータＭＧ１の回転軸を駆動軸６５に連結する連結状態、クラッチＣ２とブレーキＢ１とをオンすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ２とをオフとしてモータＭＧ１の回転軸を切り離すと共にエンジン２２のクランクシャフト２６およびモータＭＧ２の回転軸の回転を逆転させて駆動軸６５に出力する連結状態、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１とをオンすると共にブレーキＢ２をオフとしてモータＭＧ１の回転軸の回転を回転方向をそのままに駆動軸６５に出力すると共にエンジン２２のクランクシャフト２６およびモータＭＧ２の回転軸の回転を逆転させて駆動軸６５に出力する連結状態、クラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオンすると共にクラッチＣ１をオフとしてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸およびエンジン２２のクランクシャフト２６の回転を逆転させて駆動軸６５に出力する連結状態、クラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオンすると共にクラッチＣ２をオフとしてエンジン２２のクランクシャフト２６をブレーキＢ２を介してケースに固定しモータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸の回転を逆転させて駆動軸６５に出力する連結状態、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ２とをオンすると共にブレーキＢ１をオフとしてエンジン２２のクランクシャフト２６をブレーキＢ２を介してケースに固定しモータＭＧ１の回転軸の回転を逆転させて駆動軸６５に出力すると共にモータＭＧ２の回転軸の回転を増速して駆動軸６５に出力する連結状態がある。また、用途は余りないと考えられるが、クラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとしてモータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２２のクランクシャフト２６を駆動軸６５から切り離す連結状態やクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオンとしてモータＭＧ１，ＭＧ２とエンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸６５とを固定する連結状態もある。
【００４７】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、所定条件が成立したときにエンジン２２を停止してモータＭＧ１，ＭＧ２によるＥＶドライブモードを実行するものとしたが、このＥＶドライブモードを用いないものとしてもよい。
【００４８】
第１実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＶドライブモードの他に車速Ｖを２段階に区分して動力分配統合機構３０を切り替えるものとしたが、車速を３段階以上に区分して動力分配統合機構３０を切り替えるものとしてもよい。また、ハイブリッド自動車２０のエネルギ効率が高くなるように動力分配統合機構３０を切り替えればよいから、車速Ｖ以外のパラメータ、例えば駆動要求トルクなどを用いて動力分配統合機構３０の連結状態を切り替えるものとしてもよい。
【実施例２】
【００４９】
図９は、本発明の第２実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、図示するように、動力分配統合機構３０Ｂの構成が異なる点を除いて第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一の構成をしている。したがって、重複する記載を避けるために、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成のうち第１実施例のハイブリッド自動車２０の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５０】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂが備える動力分配統合機構３０Ｂは、第１実施例のハイブリッド自動車２０が備える動力分配統合機構３０からクラッチＣ１とブレーキＢ２とを取り除いた構成をしている。即ち、エンジン２２のクランクシャフト２６は第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４に直接接続されており、キャリア３４のケースへの固定はなされないようになっている。
【００５１】
動力分配統合機構３０Ｂは、ブレーキＢ１をオンする共にクラッチＣ２をオフすること
により、第１実施例の動力分配統合機構３０と同様に、図２の共線図の連結状態、即ち、第１プラネタリギヤＰ１によりモータＭＧ１の回転軸とエンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸６５との３軸を回転要素とするいわゆる３要素タイプとして連結すると共にモータＭＧ２の回転軸を減速機として機能する４軸式回転機構Ｄ１を介して駆動軸６５に連結する動力分配統合機構として機能する。
【００５２】
また、動力分配統合機構３０Ｂは、クラッチＣ２をオンすると共にブレーキＢ１をオフすることにより、第１プラネタリギヤＰ１のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１の回転軸と、第１プラネタリギヤＰ１のキャリア３４に接続されたエンジン２２のクランクシャフト２６と、第１プラネタリギヤＰ１のリングギヤ３２および第３プラネタリギヤＰ３のサンギヤ４１に接続された駆動軸６５と、第２プラネタリギヤＰ２のサンギヤ３６と、の４軸を回転要素とする４要素タイプの動力分配統合機構として機能する。この状態の動力分配統合機構３０Ｂの各回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図１０に示す。この図１０の共線図のおける実線の軸は、図２の共線図の軸の関係を、駆動軸６５が接続されたＲ１，Ｓ３軸を折り返し軸としてＣ１軸とＲ２軸とが重なるようにＲ１，Ｓ３軸とＣ２軸間，Ｃ２軸とＲ２軸間，Ｒ２軸とＳ２軸間の比を調整したものであり、破線の軸は同様の比で図２の共線図の軸としたものである。また、図１０における実線は、クラッチＣ２をオンとすると共にブレーキＢ１をオフとした４要素タイプの共線図であり、破線はクラッチＣ２をオフとすると共にブレーキＢ１をオンとした３要素タイプの共線図である。いま、駆動軸６５が比較的高回転で駆動するときを考える。駆動軸６５が比較的高回転で駆動するときには、エンジン２２の回転数Ｎｅは、駆動軸６５に要求されるトルクにもよるが、駆動軸６５の回転数と同程度かそれより小さいものとなる。この場合、モータＭＧ２は、図１０の実線に示すように、４要素タイプでは低回転領域で駆動することになり、図１０の破線に示すように、３要素タイプでは高回転領域で駆動することになる。第１実施例で説明したように、モータＭＧ２は低回転高トルク型の同期発電電動機として構成されているから、駆動軸６５が比較的高回転で駆動するときには、４要素タイプの方がエネルギ効率がよくなる。したがって、第２実施例では、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときには３要素タイプとする方が有利となり、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときには４要素タイプとする方が有利となる。
【００５３】
次に、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの動作について説明する。図１１は、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００５４】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ６０を充放電するための要求充放電パワーＰｂ＊など制御に必要なデータを入力する処理を実行し（ステップＳ３００）。入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動軸６５に出力すべき駆動要求トルクＴ＊と車両に要求される車両要求パワーＰ＊とを設定する（ステップＳ３１０）。これらの設定については第１実施例で説明した。続いて、設定した車両要求パワーＰ＊に基づいてなまし処理やレート処理を用いてエンジン２２から出力すべきエンジン要求パワーＰｅ＊を設定し（ステップＳ３２０）、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ３３０）。
【００５５】
そして、車速Ｖを閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ３４０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂを効率よく走行せるためのクラッチＣ２およ
びブレーキＢ１の接続状態を決定するために用いられるものであり、例えば車速６０ｋｍ／ｈなどに設定される。
【００５６】
車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときには、動力分配統合機構３０が駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときに有利な３要素タイプの連結状態（図２の共線図の連結状態）となるようにクラッチＣ２をオフとすると共にブレーキＢ１をオンとし（ステップＳ３５０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（２）により計算して設定すると共に（ステップＳ３６０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を上述の式（３）により計算して設定し（ステップＳ３７０）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０に送信して（ステップＳ４１０）、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するとき、即ち、ハイブリッド自動車２０が比較的低車速で走行するときのエネルギ効率を向上させることができる。
【００５７】
一方、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のときには、動力分配統合機構３０が駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときに有利な４要素タイプの連結状態（図１０の共線図の連結状態）となるようにクラッチＣ２をオンとすると共にブレーキＢ１をオフとし（ステップＳ３８０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を上述の式（２）により計算して設定すると共に（ステップＳ３９０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を次式（６）により計算して設定し（ステップＳ４００）、設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ５０に送信して（ステップＳ４１０）、駆動制御ルーチンを終了する。こうした制御により、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するとき、即ち、ハイブリッド自動車２０が比較的高車速で走行するときのエネルギ効率を向上させることができる。
【００５８】
Tm2*=（T*−Tm１*・ρ1)・ρ2/ρ3  (6)
【００５９】
以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、動力分配統合機構３０Ｂを駆動軸６５の駆動状態（走行状態）に応じた連結状態に切り替えて駆動軸６５を駆動することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。即ち、駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が比較的低回転領域で駆動するときに有利な３要素タイプ（図２の共線図の連結状態）とすることにより、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。また、駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときには、動力分配統合機構３０を駆動軸６５が比較的高回転領域で駆動するときに有利な４要素タイプ（図１０の共線図の連結状態）とすることにより、車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００６０】
第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、車速Ｖに応じて動力分配統合機構３０Ｂを図２の共線図の連結状態と図１０の共線図の連結状態とを切り替えるものとしたが、他の連結状態を用いて切り替えるものとしてもよい。他の連結状態としては、クラッチＣ２とブレーキＢ１とを共にオフとしてモータＭＧ２を切り離す連結状態と、クラッチＣ２とブレーキＢ１とを共にオンとしてエンジン２２のクランクシャフト２６と駆動軸６５とモータＭＧ１の回転軸とモータＭＧ２の回転軸とを比例的に回転させる連結状態とがある。なお、これらの他の連結状態は上述の３要素タイプの連結状態や４要素タイプの連結状態に比して効率が低下するものであるため、使用の用途はほとんどない。
【００６１】
上述した第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、シングルピニオン式の第１プラネタリギヤＰ１を用いて動力分配統合機構３０，３０Ｂを構成したが
、この第１プラネタリギヤＰ１に代えてダブルピニオン式のプラネタリギヤや他の３軸式の動力入出力機構を用いるものとしてもよい。
【００６２】
第１実施例や第２実施例では、異なるギヤ比の３要素タイプを切り替えるものや３要素タイプと４要素タイプとを切り替えるものとしてエネルギ効率を向上させる本発明の一形態をハイブリッド自動車２０の形態として説明したが、エンジン２２と動力分配統合機構３０と二つのモータＭＧ１，ＭＧ２からなる動力出力装置の形態としてもよく、エンジン２２やモータＭＧ１やモータＭＧ２などを備えない動力分配統合機構３０（動力伝達装置）の形態としてもよい。動力出力装置や動力伝達装置の形態とする場合、自動車以外の列車などの車両や船舶や航空機などの移動体に搭載されるものとしてもよい。また、移動しない建設設備などに組み込まれるものとしても構わない。
【００６３】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例としての動力出力装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図３】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図４】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図５】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】駆動要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図８】動力分配統合機構３０の連結状態の一覧を示す説明図である。
【図９】第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図１０】第２実施例の動力分配統合機構３０Ｂの回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を説明する説明図である。
【図１１】第２実施例の駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】動力分配統合機構３０の連結状態の一覧を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
２０，２０Ｂ  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、３０，３０Ｂ  動力分配統合機構、３１，３６，４１  サンギヤ、３２，３７  リングギヤ、３３，３８ａ，３８ｂ  ピニオンギヤ、３４，３９  キャリア、５０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５１，５２  インバータ、５３，５４  回転位置検出センサ、６０  バッテリ、６２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、６４  電力ライン、６５  駆動軸、６６  ギヤ機構、６８  デファレンシャルギヤ、６９ａ，６９ｂ  駆動輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  ＥＶドライブモードスイッチ、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  プラネタリギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、Ｃ１，Ｃ２  クラッチ、Ｂ１，Ｂ２  ブレーキ，Ｄ１  ４軸式回転機構。  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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